CONVERSION TERMICA

Cuando cae energía sobre una superficie negra, ésta absorbe gran parte de esa energía.

Si recortamos una placa de acero de 1m2 y sobre ella colocamos una parilla de tubos de cobre de diámetro de ½” en una longitud tal que los tubos contengan 2.0 litros de agua (16 m de tubo de cobre) y pintamos todo el conjunto con pintura negro mate (se debe usar previamente washprimer) hemos construido un absorbedor.

Si al absorbedor anteriormente descrito lo recubrimos inferiormente con una pared aisladora de 5cm de poliuretano estructural, y por encima lo recubrimos con 2 vidrios de 4mm separados 2.5 cm., y todo este conjunto lo metemos en una caja de acero o madera según queramos nos dure, hemos construido un colector de placa plana.

COLECTOR PLACA PLANA

DETERMINACION DEL AUMENTO DE TEMPERATURA SOBRE LA TEMPERATURA AMBIENTE EN UN COLECTOR DE PLACA PLANA.

Para conocer el aumento de la temperatura de un colector de placa plana debemos saber:

Ciudad donde se encuentra: Armenia – Quindío.

Temperatura ambiente: 20 grados centígrados.

Longitud: - 75.8 grados O

Latitud: 4.5 grados N

Del mapa de radiación solar: Hora sol pico = hss [h] = 4.54 h

http://tecnoreno.blogspot.com/2008/02/mapa-de-radiacion-solar.html

Brillo solar es el tiempo [h] donde la intensidad I >= 120w/m2

I = 120w/m2 x Hora sol pico = 120 x 4.54 = 544.8wh/m2

Coeficiente de absorción de un cuerpo negro a =0.9

Coeficiente de trasmisión vidrio doble 0.75

Calor especifico del acero: 0.13wh/kg C

Calor especifico del agua: 1.16wh/l C

Área de la lamina de acero cal 18 (e = 1.2mm): 1.0 m2 peso 9.44kg

Volumen de agua contendió en los tubos de cobre: 2.0 l

Perdida de calor en cristal doble: U = 2.70w/m2 C

Aumento de la temperatura por encima de la temperatura ambiente

t =

I intensidad del sol: 544.8wh/m2

Absorción cuerpo negro a

Trasmisión vidrio doble

Perdida calor vidrio doble U

Capacidad térmica de la lamina + capacidad térmica del agua C

U = 2.7w/m2 c

C= masa lamina x Calor especifico + H2O x calor especifico

C= 9.44 x 0.13 + 2 x 1.16 = 3.55

t = = 58.84 C en un tiempo de una hora.

De esta forma al cabo de una hora el agua en los tubos de cobre pintados de

negro tendrá un temperatura de 20 + 58.84 = 79 c aproximadamente.

Construir un calentador de agua usando la energía térmica del sol es fácil anímate, una manguera negra tirada sobre el césped y de 16 metros de longitud produce el mismo efecto pero con menor temperatura por las perdidas del aire que la rodeo y ya que se encuentra sobre el césped donde se pierde calor por conducción.

Francisco Rojas Pinto Ingeniero Civil Patólogo en Construcción.